امروزه استفاده از سازههای پیچ و مهره در صنعت، به نحو چشمگیری افزایش یافته به طوری که این سازهها در گذشته فقط شامل سولههای صنعتی و مجتمعهای پتروشیمی و سازههای مورد استفاده در صنایع نفت و گاز میشدند. هم اکنون کاربرد این سازهها در ساختمانهای مسکونی، اداری و تجاری که در شهرها نیز ساخته میشود با رشد چشمگیری روبرو بوده است.
از مهمترین دلایل استفاده از سازههای پیچ و مهره در کشورهای صنعتی عدم نیاز به جوشکاری، زمان نصب سازه در موقعیتهای سخت، همچنین سرعت بیشتر اجرا در محل نصب نسبت به سازههای جوشی است. همچنین اسکلتهایی که در محوطه پروژههای ساختمانی تولید میشوند بخاطر محدودیت در تامین برق کافی و بکار گیری دستگاههای جوش مدرن (با نرخ نفوذ بالا و استاندارد)، عدم وجود ابزار صنعتی سنگین، تیمهای مجرب، رنگ آمیزی و زنگ زدایی صحیح و … نه تنها فاقد کیفیت هستند بلکه کاملاً دست و پاگیر و دارای پروسهای زمان بر هستند که بلاشک منجر به ایجاد ترافیک در معابر و مزاحم همسایگان میشود.
پیچ وسیلهای است برای سفت کردن و بستن قطعات به یکدیگر که از جنس فلزی ساخته شده است. پیچها یا به درون یک شیار میروند و دو قطعه را به یکدیگر جفت میکنند (شیار خارجی) و یا همانند مهره درون پیچ دیگری محکم میگردند (شیار داخلی). رایجترین استفاده پیچها نگه داشتن اجسام به یکدیگر و قرار دادن صحیح در جای خود میباشد.
مهره جسمی حلقهای شکل، گرد یا چند ضلعی است که داخل سوراخش رزوه شده است. رزوه و شیار مهرهها با رزوه و شیار پیچها باید دارای تناسب خاص برای چرخش صحیح پیچ درون مهره باشد که معمولاً از جنس فولاد، آهن یا دیگر فلزات هستند اما برای پیچهای پلاستیکی باید از پیچ های پلاستیکی استفاده شود.
تقسیم بندی پیچهای معمولی و پیچهای پرمقاومت با توجه به مقاومت نهایی کششی آنها و نوع مصالحی که در ساخت و تولید آنها به کار میرود، انجام میگیرد. هر دو نوع پیچ معمولی و پرمقاومت دارای شکل ظاهری مشابه یکدیگر هستند
ASTM A .مصالح پیچهای معمولی از نوع فولاد نرمه با کربن کم هستند. پیچهای معمولی در استاندارد ۳۰۷ با علامتمشخص میشوند. قیمت پیچهای معمولی از پیچهای پرمقاومت کمتر بوده و با قطرهای محدود ساخته میشوند. مورد مصرف آنها در سازههای سبک مانند خرپاهای کوچک، سازههای موقتی و اعضای درجه دوم سازهها مانند مهاربندها و لاپهها هستند. از پیچهای معمولی به عنوان وسیله کمکی مونتاژ نیز در اتصالاتی که اعضای اصلی آن توسط جوش و یا پیچ های پرمقاومت متصل میشوند استفاده میکنند
عرضه پیچهای پرمقاومت تحول زیادی در صنعت سازههای فولادی و اتصالات آنها به وجود آورد. مصالح پیچهای پرمقاومت از فولاد با کربن متوسط است که خود و مهره آنها به وسیله عملیات مرغوب سازی (حرارت دهی و کاهش حرارت) تولید میشوند و قبل از شروع عملیات مرغوب سازی حدود ۱۶ تا ۲۵ ساعت گداخته میشوند
به طور کلی دو فلسفه در عملکرد اتصالات پیچی وجود دارد که شامل اتصال اتکایی و اتصال اصطکاکی هستند.
در عملکرد اتکایی، پیچ درون سوراخ صفحات اتصال قرار میگیرد و مهره بسته میشود. هنگامی که بار خارجی به پیچ وارد میشود، قطعات اتصال لغزش پیدا میکنند که در اثر آن، یک نیروی فشاری به لبههای اتصال وارد میشود که تبدیل به نیروی برشی در پیچ میشود. این اتصال تنها برای حالت بارگذاری ثقلی بوده و در طرح لرزهای نباید از این نوع عملکرد در اتصال استفاده نمود. در این نوع اتصال هیچ نیروی پیشتنیدگی در پیچ ایجاد نمیشود و برای اجرای این اتصال، تنها سفت کردن پیچ به وسیلهی کارگر کفایت میکند.
هنگامی که پیچ درون سوراخ صفحات اتصال قرار میگیرد، علاوه بر مهره باید از واشر نیز استفاده نمود. باید توجه شود که واشر مصرفی در اتصال اصطکاکی نباید از نوع واشر فنری باشد. در طراحی لرزهای تنها باید از این فلسفهی طراحی در اتصال استفاده شود. به عبارتی دیگر، در طراحی همهی اتصالات قابهای خمشی و قابهای دوگانه و نیز اتصالات بادبندی و وصلهی ستونهای باربر جانبی در قابهای ساده باید از این نوع عملکرد استفاده نمود. در این نوع اتصال، علاوه بر سفت کردن نخستین پیچ، باید به مقداری که در طراحی مشخص شده است، نیروی پیشتنیدگی نیز در پیچ ایجاد شود. با اعمال نیروی پیش- تنیدگی، در پیچ تحت کشش قرار گرفته و با اعمال بار، بین صفحات اتصال اصطکاک به وجود میآید کهباعث عدم لقی و کارکرد کامل اتصال میشود. باید در نظر داشت که شکل پیچ در اتصال اصطکاکی با شکل پبچ در اتصال اتکایی متفاوت است. به طوری که پیچهای اتصال اصطکاکی دارای سر پیچ بزرگتر هستند.